(57)【要約】【課題】従来の圧電デバイスユニットでは、低融点ガラスによりパッケージと蓋部とを接合しているため、鉛を含んでおり環境に適さないという問題があった。【解決手段】本発明の圧電デバイスユニット１は、パッケージ２の柱状部６と蓋部４との接合にシリコン系接着剤を用いている。シリコン系接着剤は、フェニル基を有するシロキサン化合物からなり、鉛を含有していない。この構造により、環境に適した圧電デバイスユニット１を実現できる。また、シリコン系接着剤は密着性が良く、柱状部６の幅を狭くした場合でも中空部の気密性を維持できる。そして、圧電デバイスユニット１を小型化することができる。更に、シリコン系接着剤からのガスの発生は少なく、パッケージ２底部の貫通孔を省略することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と前記支持基板上に中空部を形成するように配置された柱状部とからなるパッケージと、
前記パッケージの中空部内に配置された圧電振動子と、
前記パッケージの柱状部と絶縁性接着剤を介して接合する蓋部とを有し、
前記絶縁性接着剤は、シリコン系接着剤であることを特徴とする圧電デバイスユニット。
【請求項２】
前記シリコン系接着剤は、フェニル基を有するシロキサン化合物であり、且つ鉛を含有していないことを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスユニット。
【請求項３】
前記支持基板と前記柱状部とは一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスユニット。
【請求項４】
前記支持基板にはガス抜き用の貫通孔を有しないことを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスユニット。
【請求項５】
前記パッケージはセラミックからなり、前記蓋部はガラス、セラミックまたは金属からなることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子をパッケージ内に封止し、電子機器に組み込まれる圧電デバイスユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧電デバイスユニットの一実施例として、主に、厚み方向に凹部が形成された端子部材と、端子部材内に電気的に接続された半導体チップや水晶振動子と、端子部材の凹部を気密封止する蓋部とから構成されている圧電デバイスユニットがある。端子部材は、セラミックス、ガラスセラミックス、ガラス、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁体から形成されている。同様に、蓋部は、ガラス、セラミックス、金属等から構成されている。端子部材と蓋部とは接合材により固着され、端子部材の凹部は真空中または不活性ガス中にて気密封止されている。そして、接合材として半田を用いることで、あるいはシーム溶接により端子部材と蓋部とを接合することで、容易に且つ確実に気密封止が実現されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
従来の接着剤の一実施例として、ガラス部材等とガラス、金属およびセラミックとを接合する際に、原料としてフェニルヘプタメチルシクロテトラシロキサン及び２、６−シス−ジフェニルヘキサメチルシクロテトラシロキサンを主たる構成成分とする接着剤がある。該接着剤は、３００（℃）以上の高温状態で耐熱性強度が維持され、且つ３００（℃）以上の高温において気密性が保持されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２４４３８号公報（第４−６頁、第１−２図）
【特許文献２】特開２００４−１８２９５９号公報（第３−４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来の圧電デバイスユニットでは、凹部が形成された端子部材と蓋部とは半田により接合されている。また、端子部材内に水晶振動子を内蔵する圧電デバイスユニットでは、例えば、３００（℃）以上の高温状態に曝されることを防ぐため、低融点ガラスにより端子部材と蓋部とは接合されている。これらの圧電デバイスユニットでは、半田はもちろんのこと、低融点ガラスにおいてもその材料に鉛を含み、環境に適さないという問題がある。
【０００５】
また、従来の圧電デバイスユニットでは、端子部材の凹部は真空中にて気密封止されるが、接合材として半田や低融点ガラスを用いた場合には、端子部材と蓋部との密着性を向上させるために、接合領域を大きくしている。この構造により、圧電デバイスユニット自体が大きくなり、圧電デバイスユニットを縮小化し難いという問題がある。
【０００６】
また、従来の圧電デバイスユニットでは、凹部が形成された端子部材と蓋部とは半田や低融点ガラスにより接合されている。この構造により、端子部材と蓋部とを貼り合わせる際に、半田や低融点ガラスからガスが発生する。そのため、端子部材に形成されたガス抜き孔から発生したガスを抜き、その孔を封止する作業が必要となり、製造工程が煩雑化するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した各事情に鑑みて成されたものであり、本発明の圧電デバイスユニットでは、支持基板と前記支持基板上に中空部を形成するように配置された柱状部とからなるパッケージと、前記パッケージの中空部内に配置された圧電振動子と、前記パッケージの柱状部と絶縁性接着剤を介して接合する蓋部とを有し、前記絶縁性接着剤は、シリコン系接着剤であることを特徴とする。従って、本発明では、シリコン系接着剤を用いることで柱状部とパッケージとの密着性を向上させることができる。そして、柱状部の幅を狭くでき、圧電デバイスユニットを小型化することができる。
【０００８】
また、本発明の圧電デバイスユニットでは、前記シリコン系接着剤は、フェニル基を有するシロキサン化合物であり、且つ鉛を含有していないことを特徴とする。従って、本発明では、環境に適した圧電デバイスユニットを実現できる。
【０００９】
また、本発明の圧電デバイスユニットでは、前記支持基板と前記柱状部とは一体に形成されていることを特徴とする。従って、本発明では、接着剤の使用量を低減でき、接着剤からのガスの発生を抑制できる。
【００１０】
また、本発明の圧電デバイスユニットでは、前記支持基板にはガス抜き用の貫通孔を有しないことを特徴とする。従って、本発明では、貫通孔を埋設する工程を省略でき、作業工程を簡略化することができる。
【００１１】
また、本発明の圧電デバイスユニットでは、前記パッケージはセラミックからなり、前記蓋部はガラス、セラミックまたは金属からなることを特徴とする。従って、本発明では、シリコン系接着剤を用いることで、セラミックのパッケージ上に、直接、ガラス蓋部を貼り合わせることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、圧電振動子が中空部内に配置されたパッケージと蓋部とが、シリコン系接着剤で接合されている。この構造により、接合部の密着度が向上し、接着領域を狭くできるので、圧電デバイスユニット自体を縮小化することができる。
【００１３】
また、本発明では、パッケージと蓋部とを接合する接着剤には、鉛が含まれていない。この構造により、環境に適した圧電デバイスユニットを実現できる。
【００１４】
また、本発明では、パッケージは一体構造として形成されている。この構造により、接着剤の使用量を低減でき、接着剤からのガスの発生を抑制できる。
【００１５】
また、本発明では、パッケージの底部にはガス抜き用の貫通孔が形成されていない。この構造により、貫通孔を埋設する工程を省略でき、作業工程を簡略化することができる。
【００１６】
また、本発明では、シリコン系樹脂を用いることで、ガラス板の接着領域に接着用のメッキ層を形成することなく、パッケージ上に、直接、ガラス板を貼り合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態である圧電デバイスユニットについて、図１〜図２を参照し、詳細に説明する。図１は、本実施の形態である圧電デバイスユニットを説明するための斜視図である。図２は、図１に示す圧電デバイスユニットを説明するための断面図である。
【００１８】
図１に示す如く、圧電デバイスユニット１は、主に、パッケージ２、圧電振動子３、蓋部４とから構成されている。
【００１９】
パッケージ２は、支持基板５と柱状部６とから構成され、柱状部６は支持基板５の外周近傍を取り囲むように、環状に形成されている。この構造により、支持基板５上には、柱状部６で囲まれた中空部が形成されている。そして、パッケージ２は、例えば、セラミック、ガラスエポキシ、シリコン材等の絶縁材料から形成されている。尚、支持基板５と柱状部６とは一体化して形成される場合でもよく、以下、支持基板５と柱状部６とが一体化した場合として説明する。
【００２０】
支持基板５上の端部には、段差部７、８が形成されている。そして、段差部７、８には、金メッキ等により外部電極（図示せず）が形成されている。例えば、段差部７上に形成された外部電極は正極であり、段差部８上に形成された外部電極は負極である。尚、外部電極は、支持基板５上に形成された配線層（図示せず）や支持基板５に形成されたスルーホールを介してパッケージ２外部の電極と電気的に接続している。また、支持基板５と段差部７、８とは一体化して形成されている場合でもよい。
【００２１】
圧電振動子３は、一対の振動腕部９、１０と、基部１１等から構成されている。圧電振動子３は、例えば、電気軸をＸ軸、機械軸をＹ軸、光軸をＺ軸とした水晶原石の直交座標系において、Ｚ軸平面から１°Ｘ軸方向に回転させたカット角で板状に薄くスライスした水晶ウエハを加工し、形成されている。そのため、圧電振動子３は、例えば、１００（μｍ）程度で一定の厚みにより形成されている。そして、振動腕部９、１０は、その一端側が基部１１と一体に形成され、音叉形状となっている。
【００２２】
蓋部４は、透明なガラス板から形成されている。蓋部４は、パッケージ２の柱状部６上に、中空部を真空密閉状態とするようにシリコン系接着剤１３（図２参照）により固着されている。蓋部４として透明なガラス板を用いることで、中空部内を目視することも可能となり、蓋部４と柱状部６との接着状態も目視で検査することができる。尚、蓋部４は、セラミック、ガラスエポキシ、金属、シリコン材等から形成される場合でもよい。
【００２３】
図２に示す如く、基部１１裏面に形成された正極用及び負極用の端子電極（図示せず）は、例えば、Ａｇペースト等の導電性接着剤１２または金属拡散接合により、段差部７、８上の外部電極と固着されている。この構造により、圧電振動子３は支持基板５上の中空部に２点固着状態で支持されている。
【００２４】
上述したように、パッケージ２の柱状部６と蓋部４とは、シリコン系接着剤１３により接合されている。シリコン系接着剤１３は、例えば、鉛を含まない、フェニル基を有するシロキサン化合物である。そして、シリコン系接着剤１３は、常温では固体形状であり、１００（℃）前後で水飴状に軟質化し、１５０（℃）以下の温度サイクルでは熱可塑性を有し、２００〜３００（℃）の温度で熱硬化するガス発生の少ない接着剤である。つまり、シリコン系接着剤１３は、熱処理温度２００〜３００（℃）の接着工程で、３００（℃）の耐熱性接着被膜が得られ、気密性に優れた接合層となる。
【００２５】
更に、シリコン系接着剤１３は、熱による分子レベルでの化学反応で接着効果が生じるため、塗布量が少量でも柱状部６と蓋部４との密着性が向上し、柱状部６の幅Ｗ１を狭くすることができる。この構造により、パッケージ寸法を小さくでき、圧電デバイスユニット１自体を小型化することができる。また、シリコン系接着剤１３は、１５０（℃）以下での低温サイクルで熱可塑性を有するため、柱状部６の幅Ｗ１を狭くした場合でも塗布作業性が悪化することはない。具体的には、柱状部６と蓋部４との接合に半田や低融点ガラスを用いた場合には、密着性や塗布作業性が考慮され、柱状部６の幅は０．４〜０．６（ｍｍ）必要となる。一方、柱状部６と蓋部４との接合にシリコン系接着剤１３を用いた場合には、柱状部６の幅Ｗ１は０．２（ｍｍ）まで狭めることが可能となる。
【００２６】
また、図示したように、柱状部６と蓋部４との接合にシリコン系接着剤１３を用いることで、接着工程時にシリコン系接着剤１３からのガスの発生が大幅に抑制される。柱状部６と蓋部４との接合に半田や低融点ガラスを用いた場合には、半田や低融点ガラスから発生するガスをパッケージ２の中空部から除去する孔が支持基板５に必要となる。しかしながら、シリコン系接着剤１３を用いることで、ガスの発生が抑制され、支持基板５にガス抜き用の貫通孔を形成する必要がない。この構造により、支持基板５からのガス抜き工程、貫通孔の埋設工程が省略され、製造工程が容易となり、生産性が向上する。尚、シリコン系接着剤１３を用いる場合でも、中空部内を限りなく真空気密状態に保つために、点線で図示するように、支持基板５にガス抜き用の貫通孔１４を形成してもよい。
【００２７】
更に、図示していないが、支持基板５の段差部７、８が形成されていない領域には、凹部が形成されている。凹部は、発振器用の半導体チップが収納できる大きさの開口部である。圧電デバイスユニット１は、発振回路を構成する半導体チップを凹部に組み込むことで、発振器ユニットとして用いることができる。尚、蓋部４としてガラス板を用い、支持基板５の凹部を利用して、圧電振動子３に発振器用の半導体チップを内蔵する場合には、中空部側に位置する蓋部４の表面に遮光性膜を塗布することで、中空部内への光の侵入を防止することができる。そして、中空部内への光の侵入を防ぐことで、発信器用の半導体チップの特性劣化等の悪影響を防止することができる。
【００２８】
本実施の形態では、パッケージ２の支持基板５と柱状部６とを一体に形成する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、支持基板５と柱状部６とを個別に形成し、シリコン系接着剤により接合する場合でもよい。この場合でも、シリコン系接着剤を用いることで、鉛の含有量が増大することなく、接着剤からのガスの発生を抑制することができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態における圧電デバイスユニットを説明するための斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態における圧電デバイスユニットを説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  圧電デバイスユニット
２  パッケージ
３  圧電振動子
４  蓋部
５  支持基板
６  柱状部
１３  シリコン系接着剤
【図１】
2007124271.tif 000003
【図２】
2007124271.tif 000004